В результате освоения ОП выпускник должен обладать следующими компетенциями:

ПК-1 – способность ставить конкретные задачи научных исследований в области физики и решать их с помощью современной аппаратуры и информационных технологий с использованием новейшего российского и зарубежного опыта;

ПК-4 – способность планировать и организовывать физические исследования, научные семинары и конференции. 

1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю):

Знать: особенности углеводородов и их смесей в жидком и  газообразном состоянии, условия фазовых равновесий жидкость-пар и критических явлений в углеводородах;

Уметь: подбирать для углеводородов расчетные соотношения с минимальной погрешностью расчета их теплофизических свойств; пользоваться справочниками с табличными экспериментальными данными по теплофизическим свойствам веществ; находить необходимые данные в научной литературе и сети Интернет; 

Владеть: практическими навыками расчета теплофизических свойств углеводородов.

2. Структура и трудоемкость дисциплины.

(Таблица 2 заполняется в соответствии с учебным планом ОП и необходимыми расчетами контактной работы по семестрам. Если дисциплина образовательной программы ведется один семестр, таблица 2 не заполняется).

Данная дисциплина изучается в 1-ом семестре магистратуры. Форма промежуточной аттестации – экзамен. Общая трудоемкость дисциплины составляет 72 часа, зачетных единиц 2, (лекции – 18 ч., практических занятий – 18 ч., самостоятельная работа – 36 час.).

Семестр 1. Форма промежуточной аттестации - экзамен. Общая трудоемкость дисциплины составляет 72 часа, зачетных единиц 2, академических часов 72, из них 36 часов, выделенных на контактную работу с преподавателем, 36 часов, выделенных на самостоятельную работу.

Таблица 2.

3. Тематический план

Таблица 3

4. Содержание дисциплины.

Тема 1. Аналитические уравнения состояния углеводородов в газообразном состоянии. 

Двухпараметрические аналитические уравнения состояния реальных газов и их применимость для углеводородов. Уравнение Ван-дер-Ваальса, Редлиха-Квонга, Вириальное уравнение.

Тема 2. Термодинамический метод в теории теплофизических свойств веществ. Функции отклонения термодинамических потенциалов реальных газов от идеального состояния и их расчет по уравнениям состояния газов на примере уравнений Ван-дер-Ваальса, Редлиха - Квонга, вириального уравнения. Расчет термодинамических свойств углеводородов по их термодинамическим  потенциалам.

Тема 3. Закон соответственных состояний и его применение для расчета теплофизических свойств углеводородов в газообразном и жидком состоянии. Описание свойств реальных газов в рамках обобщенных законов соответственных состояний.  Введение критериев подобия веществ по температурной зависимости давления их насыщенных паров. Соотношения между различными критериями подобия, их достоинства и недостатки. Метод Риделя описания температурной зависимости давления насыщенных паров углеводородов рн(Т).

Методы расчета теплофизических свойств углеводородов в жидком состоянии (плотности, теплоемкости, вязкости, поверхностного натяжения) на основе уравнений соответственных состояний.

Тема 4. Явления переноса в углеводородах в газообразном и жидком состоянии. Молекулярно-кинетическая теория коэффициентов переноса в идеальных газах. Расчет коэффициентов вязкого трения и теплопроводности реальных газов по эмпирическим и полуэмпирическим соотношениям, полученным в рамках обобщенных законов соответственных состояний. Аналитическое однопараметрическое уравнение для коэффициента температуропроводности и кинематической вязкости реальных газов.

Расчет коэффициентов вязкости и теплопроводности жидкостей при низких и высоких температурах.

Тема 5. Равновесие фаз жидкость пар и критические явления в однокомпонентных углеводородах и их смесях. Теплофизические свойства углеводородов в газоконденсатном состоянии.  Теплофизические свойства газовых смесей. Уравнение Редлиха-Квонга и вириальное уравнение для смесей газов. Псевдокритические и истинные критические параметры газовых смесей. Уравнения бинодали и спинодали. Условия равновесия фаз и фазовые переходы I рода. Фазовые диаграммы. Методы расчета критических параметров и параметров фазовых переходов веществ; свойств веществ при критической температуре и температуре кипения. Методы расчета свойств веществ на линии насыщения.  Явление обратной конденсации первого и второго рода в многокомпонентных смесях углеводородов.

Тема 6. Теплофизические свойства нефтей газовых конденсатов и их фракций. Состав, физико-химические свойства, характеристические параметры и критерии подобия нефти, газовых конденсатов и их фракций. Калорические свойства, вязкость и теплопроводность нефти и газовых конденсатов

5. Планы семинарских занятий.

На семинарских занятиях студенты получают практические навыки расчета теплофизических свойств веществ по различным соотношениям и оценки погрешности таких расчетов с помощью современной компьютерной техники в дисплейном классе. Каждое семинарское занятие посвящается расчету какого-то одного теплофизического свойства, но каждый студент группы получает индивидуальное задание по расчету этого свойства у конкретного вещества. В результате одновременно на семинарских занятиях создается база данных по теплофизическим свойствам веществ. Часть наиболее громоздких расчетных заданий студентами выполняется самостоятельно вне семинарских занятий.

Тема 1. Аналитические уравнения состояния углеводородов в газообразном состоянии.  Расчет температурной зависимости плотности паров углеводородов при различных давлениях по аналитическим уравнениям состояния газов (Клапейрона-Менделеева, Ван-дер-Ваальса, Редлиха-Квонга, вириальному уравнению).

Тема 2. Термодинамический метод в теории теплофизических свойств веществ.  Вывод аналитического уравнения для расчета температурной зависимости теплоемкости паров углеводородов при повышенных давлениях на основе различных уравнений состояний и проведение по нему расчетов для предложенного углеводорода.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5